它的力量可能無法與金剛狼相媲美,但由內(nèi)布拉斯加大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的研究人員設(shè)計的再生植入物可以幫助修復(fù)身體創(chuàng)傷、手術(shù)或骨質(zhì)疏松癥后的深骨損傷。
該團隊開發(fā)了一種可生物降解的、基于納米纖維的植入物或支架,其設(shè)計可以通過有效引導(dǎo)恢復(fù)細(xì)胞遷移到損傷部位來更好地再生骨骼。當(dāng)植入有骨缺損的大鼠時,圓柱形支架促進(jìn)了骨骼的再生,與許多其他最先進(jìn)的設(shè)計相比,這種骨骼更致密、體積更大、更像周圍的組織。
即使沒有外部來源的干細(xì)胞或所謂的生長因子的幫助,植入物也能促進(jìn)再生,這有助于促進(jìn)愈合,但也可能引入調(diào)節(jié)并發(fā)癥和副作用,從炎癥到不受控制的組織形成。
“到目前為止,我們還沒有發(fā)現(xiàn)任何支架的性能比我們的更好,”內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的機械和材料工程教授、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的機械和材料工程教授謝經(jīng)偉說。“結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵。”
這種標(biāo)志性結(jié)構(gòu)源于最近由謝牽頭的工程突破,該突破將一種有前途但有限的二維方法轉(zhuǎn)變?yōu)?3D 奇跡。
謝說,在此之前,許多實驗室正在開發(fā)由納米纖維制成的二維植入物,這些纖維排列成孔。理想情況下,想法是,骨髓干細(xì)胞會滲入這些毛孔并最終形成具有類似于天然相鄰骨骼的結(jié)構(gòu)的組織。但工程師們經(jīng)常努力打造足夠大或有組織的毛孔,以使細(xì)胞能夠持續(xù)通過并隨后形成構(gòu)成骨骼的組織卷須。
因此,受到高中數(shù)學(xué)概念的啟發(fā),謝開始制造具有更大、更不隨意、更可通行的毛孔的 3D 支架。這個概念稱為旋轉(zhuǎn)實體,它展示了任何 2D 曲線(矩形、三角形、圓形)如何圍繞軸旋轉(zhuǎn)以形成數(shù)學(xué)實體。例如,旋轉(zhuǎn)矩形形成圓柱體,而三角形形成圓錐體,圓形形成球體。
標(biāo)簽: 再生骨骼
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